[发明专利]一种光路系统及头戴式显微系统

说明书

技术领域

本发明涉及显微技术领域，尤其涉及一种光路系统及头戴式显微系统。

背景技术

目前，对于大脑神经元活动信息的读取，是观察大脑活动模式，理解大脑工作机制，进而应用于脑疾病的诊断和治疗的重要手段。现有技术中，用于神经活动信息读取的手段有神经电生理记录技术、功能磁共振成像、双光子成像、光子计数等。例如，利用基因工程技术将人工编辑的钙活动荧光蛋白基因(如GCaMP等)整合到神经细胞并使荧光蛋白基因长期表达，通过光学成像的方法在活体动物上实时记录多个神经元细胞活动，从而获取动物的神经元活动信息。

上述的基于基因工程技术编辑钙活动荧光蛋白基因荧光成像的原理是：人工设计的荧光蛋白基因通过转基因技术整合到动物神经细胞并被表达成荧光蛋白分泌到胞浆，但这些荧光蛋白不能被激发，只有与胞内的游离Ca2+结合后，其构象发生改变，才成为可被激发的荧光蛋白。神经元细胞的活动会导致Ca2+进入细胞从而增加可被激发的荧光蛋白的数量，导致相同激发光强度下，发射的荧光强度增强。

目前，上述一系列动态变化通过显微系统进行观测，通过检测到的荧光强度变化来反映神经细胞的活动。但现有的技术的显微系统对动物的神经元细胞进行观测时需要将动物进行固定，操作不便，且细胞成像的分辨率较低，成像速度慢。

发明内容

本发明实施例提供一种光路系统及头戴式显微系统，可以在观测神经元细胞活动信息时无需对动物样本进行固定，避免了观测过程中导线缠绕的问题，且细胞成像清晰。

第一方面，本发明实施例提供了一种光路系统，包括；

光源，用于发射激发光；

二向色镜，用于将光源发射的激发光进行反射，使反射的激发光射光学探头；

所述光学探头，用于对射入的激发光导入，以使所述激发光照射到样本的目标区域；以及用于将所述样本的目标区域携带指示剂的神经元细胞被激发发射出的荧光，并将所述荧光导入到所述二向色镜上；

二向色镜，还用于将所述荧光进行透射，以使所述荧光射入图像传感器以转换成电信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种头戴式显微系统，包括本发明实施例提供的光路系统，还包括：图像传感器、微控制器、电源系统和无线通信模块；

所述图像传感器，用于接收所述光路系统中的二向色镜透射的荧光，并将所述荧光转换成电信号，并将所述电信号发送到微控制器；

所述微控制器，用于接收所述电信号，将所述电信号的图像数据进行重构；

所述无线通信模块，用于将重构的图像数据通过无线的方式发送到服务器，以使服务器将所述图像数据进行显示以及处理；

所述电源系统，用于对所述光路系统中的光源、所述图像传感器、所述微控制器、所述无线通信模块供电。

本发明实施例提供的技术方案，通过光路系统激发携带指示剂的神经元细胞激发荧光，通过图像传感器将荧光信号转换成电信号，通过微控制器对电信号的图像数据进行重构，通过无线通信模块将重构的图像数据发送到服务器以使服务器将图像数据进行显示以及处理，观测时无需对动物样本进行固定，避免了观测过程中导线缠绕的问题，且细胞成像清晰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例提供的一种光路系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种头戴式显微系统的结构框图；

图3是本发明实施例提供的另一种头戴式显微系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。